最新第五章 图像复原与重建课件ppt.ppt

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1、第五章图像复原与重建5－1图像退化模型237895－3频率域恢复方法1011125－4图像的几何校正13141516171819205－5常用的图像几何变换2122232425262728293031325－6图像重建【定义】：由一个物体的多个（轴向）投影图像重建目标图像的技术。从投影重建图像可以看成是一类特殊的图像回复技术。投影－－－－劣化；重建－－－－复原；333435363738基于Matlab的三维细胞重建39一、选题背景意义随着生物医学的发展,人们已经意识到由于生物体在生理、病理上的变化,将会对细胞器的形态产生一定的影响；反之,通过对细胞器形态的观察,从一定程度上也可以反映生物体在生

2、理、病理上的改变.40二、方案论证及实现面绘制：表面绘制是一种普遍应用的三维显示技术,其首先是从体数据中抽取一系列相关表面,并用多边形拟合近似后,再通过传统的图形学算法显示出来。而表面的提取通常是通过门限设定,必要时结合手工描制完成的。41体绘制：(1)按数据域性质,体绘制可以分为空间域方法和变换域方法。其中,空间域方法即直接对原始的空间数据进行三维显示。(2)按算法进程中数据输入及处理顺序,体绘制方法可以分为象空间序法,物体空间序法和混合序法。本作品采用的绘制方法：体数据儿何单元投影法(即将由体素集合构成的单元投影转化为几何多边形显示).42三、方案具体实现三维细胞重建图如下：433.1数据

3、采集采用逐行扫描图片的办法，通过比较相邻点的像素值，找到图片边界上的一个点，作为切片边界的起点。然后从边界起点开始，逐点判断与之相邻的八个点，如果某点为图片的边界点则记录下，并开始下一步判断，直到获得所有的边界点。44切片采集示意图：图１　切片采集示意图我们用如上所述的逐行扫描方法，从边界点开始记录表界点，对我们采集到的100幅生物组织切片的x×y尺寸的图象数据进行三维体数据集D的构造，从而得到得到x×y×n的矩阵.453.2数据预处理由于原始图像是彩色图像，不仅数据量庞大容易引起计算演示的迟滞，程序也需要灰度图像才有更好的兼容性。为了节省计算机运行时间和内存，特选用在photoshop软件平

4、台下转化为灰度图像。在photoshop界面中，在图像选项中将RGB格式的图片转化为灰度模式，另存即可。463.3图像增强生物三维图像是灰度图像,信息丰富,需要对感兴趣区域进行图像处理以改善图像的视觉效果,为后续的图像处理奠定必要的基础。这就需要用到直方图平坦化和中值滤波。直方图平坦化就是通过变换来修正灰度的分布,使各灰度上像素基本均匀,从而充分利用各灰度级,使图像的对比度获得增强。47中值滤波就是滤去图像中的噪声同时保持其中的细节是图像处理中的一个重要内容。现实中由于照相机的性能和光线强弱的变化，噪声在图像中可能就不可避免。为了克服这些问题，于是采用中值滤波是非线性滤波最常用的一种方法。48

5、3.4图像分割图像分割方法可以分为两种体系，以计算机为单一执行者的自动分割方法和人机结合的交互式分割方法.对本次实验需要切割的实体表面凹凸不平,不光滑，细节复杂，结构交错。存在内凹塌陷或多向视角重叠的实体,分割的难度就非常大.为了解决这样的问题,可以结合这两种体系的优势,493.5三维体绘制3.5.1体数据在标准透明表面的绘制体绘制的步骤原则上可分为投射、消隐、渲染和合成等四个步骤.体绘制算法按处理数据域的不同可分为空间域方法和变换域方法.前者是直接对原始的空间数据（体数据）进行处理显示；后者是将体数据变换到变换域，然后再进行处理显示.利用isosurface函数计算体数据集的在显示平面累计投

6、影.503.5.2构造结果图像碎片利用patch函数来对图像子区域进行分类，可以定义结果图像的颜色，光线等信息.3.5.3计算碎片的法线方向利用isonormals函数计算前步得图形子区域顶部法线方向。3.5.4计算三维图像的几何边界3.5.5利用计算结果再造图像碎片51图2原始编号为02，03彩色切片3.6运行结果52图3.原始02，03彩色切片转化后的灰度图像53图4.图像直方化图5.图像中值滤波图6.图像sobel算子边缘分割54图7.对二十张细胞切片进行体绘制重建后的细胞模型平面视图和俯视图图8.对四十张细胞切片进行体绘制重建后的细胞模型平面视图和俯视图55图8.对六十张细胞切片进行体

7、绘制重建后的细胞模型平面视图和俯视图563.7总结由以上20，40，60张的体绘制效果图可见，由于当图片叠加数量较多时，会造成原本是椭圆形的细胞失真严重，其次，因为切片技术和照相技术，每两张连续的细胞切片的边缘都不能做到完全的重合，所以在体重建后的模型边缘凹凸不平，边缘比较粗糙不平滑。基于上面两点原因，所以最终作品我采用20张细胞切片进行重建，不仅能将重建后细胞的模型失真减到最小程度，边缘做到平滑